以“三重表征”为法提化学教学之效

黄孙栏

摘 要：高中化学的教与学，是学生深入学习化学的关键阶段，如何提升化学的教学质量和教学效率是教学规划中非常重要的一点。“三重表征”指的是在化学学习过程中建立起独特的思维模式，“三重表征”可以实现化学知识的深入描述，同时构建良好的知识体系关联，形成完善的化学知识架构，对化学观念有良好的认知。这对于化学的教学来说意义重大。观察到学生在化学学习的整个过程中，很难建立起“三重表征”之间有效的学习体系，难以引导学生进行深度学习，化学教学的整体效果也受到影响。所以，如何利用“三重表征”促进高中学生对化学的深度学习，就成为化学教学发展的关键。

关键词：“三重表征”;化学教学;学习方法

“三重表征”作为一种传统的教育理念，早在20世纪80年代初期就被教育学者所提出。而将“三重表征”理念融入高中化学教育中，能够展现出良好的应用优势，不但有助于提升高中生对“三重表征”的深刻理解，同时也有助于学生对化学知识的学习和认知，提高学习效果。基于“三重表征”来说，其中的“表征”指的是人类通过头脑记录和呈现信息的一种模式。基于物质构建起微观、符号以及宏观表征，构建良好的化学思维。宏观表征指的是外界物质可以随着宏观现象呈现在人类的脑海中，而微观表征则是对微观层面上的反应，符号表征是指字母、图形等信息在人类脑海中的呈现。化学这门学科作为科学知识门类，其内容包含了大量的自然变化规律和物质特性的研究，结合人类的认知分析，通过对自然界中各类现象的实质进行研究，基于分子和原子领域探寻真相，并采用特殊的化学语言呈现出来，进而形成“三重表征”。为此，本文基于“三重表征”在化学教育中的渗透模式展开分析，探讨高中化学教学创新策略，提高教学效率。

一、“三重表征”概述

针对“三重表征”概念展開分析，它主要是可以将宏观事物呈现在人类的心理层面，从而获取相应的感知和反应，基于图像、动作以及声音构建良好的教学场景，并且通过对其概念进行解释，构建出人类的感知反应。基于化学这门学科的特点，主要是针对自然界中的物质变化和性质及结构组成展开探究，然而化学的学习和研究也主要体现在宏观和微观等层面中。“三重表征”主要是针对化学的学习和交流表述，并通过适当的方式与符号表述出来。因此，在开展高中化学知识的学习中，大部分学生都会在自身的心理形成一个“三重表征”能力，而当学生对宏观、微观以及符号表征的能力越强，就表示对化学知识的理解越深刻，同时也有助于学生对化学科学的理解。

（一）宏观表征

宏观表征主要表达的是学生肉眼可见的事物变化，通过物质本身呈现出的物理特征以及化学变化，给学生在心理上带来的直接感受。这种感受所呈现的就称之为宏观表征。在高中化学中，高中生能够针对物质的外部特征进行观察，了解物质的性质、颜色和外部特点，从而给学生留下一个心理感受，能够通过化学语言对该物质进行准确描述。比如：在化学中提到氧化铜，首先浮现在学生脑海中的就是黑色粉末。通过宏观表征能够帮助高中生实现情境再现，比如：在今后提到氧化铜物质时，宏观表征就会直接呈现出来。

（二）微观表征

微观表征指的是除了肉眼可见的物质特点以外，物质内部的成分、组成结构以及会出现的化学反应等特性。微观表征的产生并不能通过学生直接肉眼观察获取，而是需要借助讲解和知识学习，在学生脑海中构建一个物质的微观世界，对物质的微观形成感知。比如：在了解钻石结构时，了解钻石的内部是正四面体网状结构，在此过程中能够为学生传递一个逻辑认知，对钻石的内部结构形成微观表征。而微观表征能够丰富高中生的想象能力和创造力，有助于培养学生良好的微观意识。

（三）符号表征

符号表征主要是通过一些特殊的符号或者图形，指导学生构建起这些符号和实际物质的内在联系。通过化学符号与物质建立的联系，可以为学习化学提供帮助，形成学科语言规范，帮助学生更好地探究化学物质的变化与特性。比如：在学习“水”物质时，可以利用符号H2O来呈现，符号中O表示氧元素，H表示氢元素，通过符号之间的关系，呈现出水分子和这两种元素的关系，进而形成符号表征。对于化学的符号标准来说，一般包括结构符号、实体符号以及条件符号等，通过一定规则的符号设置，能够准确地表述出物质的机构和元素组成，通过符号也使物质的宏观表征与微观表征有效结合在一起，实现良好的教学效果。

二、“三重表征”在高中化学教学中的应用方法

化学作为高中的基础学科，在实际教学中仍然存在一些问题，比如：化学的知识过于抽象，导致学生很难准确地理解，同时学生在化学“三重表征”的建立较为困难。所以，为了能够达到良好的化学课堂教学效果，教师必须充分探索“三重表征”的教学意义，基于“三重表征”直接的必要联系开展教学，强化学生对化学标准的理解与应用，提高高中化学教学效率。

（一）宏观表征能力的培养

在高中化学教学中，教师应该科学地规划教学方式，积极探索化学实验教学，以化学实验活动的开展来培养高中生的宏观表征意识。通过物质变化的实验开展，可以有效提升高中生对物质宏观表征的理解，进而对化学物质产生良好的认知，为今后的化学知识学习奠定基础。此外，在高中生宏观表征能力培养的基础上，还要注重学生宏观意识的强化，如果学生宏观意识不足，不但无法形成良好的宏观表征能力，对后续的微观教育也会产生一定的影响。因此，在高中化学教学中教师要积极为学生营造良好的学习环境，组织化学实验，让学生通过实验感受物质的宏观变化，从而培养高中生宏观表征能力。

（二）微观表征能力的培养

对于高中生化学微观表征能力的培养来说，其实很大程度受到宏观表征能力的影响。如果高中生在前期没有建立良好的宏观表征体系，也就很难理解物质微观的特性，从而不利于学生微观意识的建立，阻碍高中生微观表征能力的培养。而基于学生没有形成良好的宏观表征意识下，高中生对微观表征的理解也仅限于教材和图片，对于一些复杂的分子结构无法更好地理解，从而影响学生对化学知识的学习效果。为此，教师应该在培养学生良好的宏观表征基础上，经常性地开展物质微观模拟，利用多媒体形象地呈现物质的微观机构，让学生全面形成微观表征意识，从而提高微观表征能力，对化学知识的进一步学习提供支持。

（三）符号表征能力的培养

对于高中生化学符号表征能力的培养来说，其根本目的是建立起宏观与微观的联系，形成良好的化学理论。为此，在高中化学知识教学中，教师必须培养学生良好的符号标准，让学生掌握符号表征的含义，并提高学生对符号表征的理解与运用，从而更好地利用化学符号来表示宏观物质和微观物质，提高化学教学效率。

（四）“三重表征”认知模型建构过程

化学作为一门在原子、分子水平上研究物质性质的学科，学习的过程中涉及宏观、微观、符号等多重维度，化学模型的建立也势必需要结合宏观、微观、符号这“三重表征”。对于宏观表征来说，它是针对化学物质的物理特性和化学特征通过宏观角度呈现出来，能够直接反映在学生的脑海中，而微观表征是学生对物质的深入理解，包括物质的内部分子结构、微观变化以及化学反应，是学生通过想象后在脑海中形成的反应，符号标准是基于特殊的符号来表示物质的宏观与微观特性。

（五）基于“三重表征”构建化学认知模型的教学设计

《普通高中化学课程标准》提出：对模型和原型的关系进行评价以改进模型，对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以建构相应的模型，能选择不同模型综合解释或解决复杂的化学问题。台湾邱美虹博士所提供的化学建模过程，是在本文中提出建立化学认知模式的主要过程，而其“三重表征”理论也给化学模型新提出的方式和维度。所以，本节课以苏教版“化学能转化為电能”为例，教学主线是：通过“三重表征”，建立对相应的原电池认知模式，并理解现象与问题。

三、“三重表征”具体教学

（一）化学概念教学的“三重表征”

化学概念的教学旨在要使学生形成良好的基础学习能力，对于概念的提出、作用和变化，从“三重表征”方面进行教学行之有效。比如：在氧化还原反应的概念教学中，可以通过视频教学形式使得学生建立起宏观方面的表征能力，而后对其结构进行分析和研究，至此从宏观表征向微观方面进发，最终教授学生利用符号表征将前两者进行表述，至此实现对化学概念的有效教学。

（二）化学原理教学的“三重表征”

化学原理的教学是根据对化学物质的研究和实验当中的化学教学表现，对其进行的总结归纳，而此过程应用“三重表征”能够恰好使学生形成较强的学习能力。比如：在进行热效应的化学实验教学时，可以通过实际的操作使学生形成宏观心理认知，而后利用相应的概念表达实验过程的微观变化，最后一步使用化学方程式对热效应实验过程进行表达，至此能够体现出“三重表征”之间存在的联系，也从而能够使得学生建立起较强的“三重表征”联系能力。

（三）化学结构教学的“三重表征”

化学物质存在的内部结构是在建立起相应的微观表征基础之上的，而微观表征会直接表现在宏观表征方面，从而利用符号表征将其进行表述。这三者之间的联系在化学概念以及原理学习的过程中已经体现，并且概念和原理的学习也在很大程度上表现出了对化学结构学习的试探。这可以理解成为一种由表及里的学习过程。例如：在利用分子、原子模型进行教学时，学生已经形成对物质微观方面的认知，并且利用直接可见的模型，从微观方面表现出宏观的特征，之后对物质内部结构之间存在的关系用符号进行表达。

如：在化学反应原理“原电池”的教学中，学生对电子流向和溶液中离子的流向是经常出错的。但如果在教学中能够帮助学生通过“三重表征”的剖析，有效地引导学生从原理的角度进行深度学习，就不容易出错！以锌——硫酸——铜构成的原电池为例：宏观上，在硫酸电解质溶液中，锌的化学活性比铜活泼，锌失去电子，电子从锌流出。在微观上，锌失去电子经外电路流向铜，锌失去电子变成带正电荷锌离子进入溶液，此负电极附近显电正性，溶液中带负电荷的阴离子就朝这个方向流向;而电子通过外电路到达正极显电负性，溶液中带正电荷的阳离子就朝这个方向流向。符号表征上，负极：Zn-2e- = Zn 2+，2 H++2e-= H2.通过“三重表征”的教学，可以引导学生更深层次的理解，在该原电池反应中的电子流向和溶液中离子的流向，归纳为“电子不上岸、离子不下水！”

结束语

在高中化学领域中，运用“三重表征”可以有效提升化学课堂效果，有助于学生更好地认识和解决化学难点问题，在高中生脑海中建立完善的化学知识结构，有助于学生进一步掌握化学基础知识，对于高中化学教学质量的提高有着重大意义。

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